Диспетчерское управление объектами коммунального хозяйства

Проблема диспетчеризации объектов коммунального хозяйства крупных жилых городков начала достаточно активно решаться уже с середины 80-х годов, благодаря появлению средств автоматики и вычислительной техники, позволяющих практически реализовать решение достаточно широкого круга задач, охватываемых этой проблемой. При этом основными целями диспетчеризации являлись – повышение оперативности управления объектами и перевод значительной их части на эксплуатацию без постоянного присутствия обслуживающего персонала [1, 2].

Однако, анализ эксплуатации реализованных в разные годы автоматизированных систем диспетчерского управления (СДУ) в ряде крупных городов России свидетельствует, что указанные цели, в полной мере, так и не были достигнуты.

Причины сложившейся ситуации, в каждой конкретной реализации различны. Это и ограниченность объёмов собираемой информации, и отсутствие на объектах эффективных систем автоматического управления и регулирования, а также низкая пропускная способность каналов связи, невысокая надёжность систем и т.д.

Опыт внедрения систем диспетчерского управления коммунальным хозяйством свидетельствует, что при создании перспективных систем необходим более совершенный подход, охватывающий все аспекты, связанные с решением проблем эксплуатации объектов коммунального хозяйства. К их числу, в первую очередь, следует отнести:

• комплексную автоматизацию объектов;
• внедрение ресурсосберегающих технологий;
• эффективную организацию эксплуатации.

Только комплексное решение этих проблем позволит получить максимальный эффект от внедрения систем диспетчерского управления.

В то же время проблема диспетчеризации содержит в себе ряд теоретических и практических вопросов.

В первую очередь это касается обоснованного выбора объектов диспетчеризации, выбора технических систем на этих объектах, определение объёмов передаваемой на диспетчерский пункт информации, способы её обработки и представления. В практическом плане, существует проблема рационального выбора комплекса технических средств и программного обеспечения, способных обеспечить эффективное выполнение функций диспетчерского управления [1, 3, 6].

Целесообразно в разрабатываемых системах диспетчерского управления отказаться от непрерывного наблюдения за текущими значениями технологических параметров. Диспетчер должен обращаться к ним только в необходимых случаях – по запросу диспетчера старшего уровня, при поступлении сигнала об отклонении технологических параметров, для изменения режима работы технологического оборудования или технической системы в целом или ином необходимом случае – эпизодически. Другими словами – обращение к текущему параметру любой технической системы диспетчером должно выполняться по запросу.

Применение метода «по запросу» позволяет снять напряжённое состояние диспетчерской службы и облегчить режим его работы. При этом большее внимание будет обращаться на сигналы об аварийных или внештатных режимах работы систем и оборудования. Выбирая контролируемый параметр, возникает меньшее количество ошибок, чем поиск нужного параметра из множества приборов, установленных на диспетчерских пультах и щитах.

Таким образом, целесообразно в процессе контроля на диспетчерских узлах пользоваться системой «выбора», позволяющей улучшить условия труда диспетчера и повысить качество его работы в течение всего рабочего времени. Необходимо также предусматривать возможность вывода нескольких параметров разных технических систем или узлов одной системы, по которым можно судить об экономичности и эффективности работы комплекса систем и сетей [7].

Второй важной технологической задачей диспетчерской службы следует считать контроль над технологическим процессом в технических системах. Функции оборудования диспетчерского пункта часто пытаются включить процесс регулирования и управления одним или несколькими параметрами системы, отдельными единицами оборудования и т.д. Такой подход на современном этапе нельзя считать рациональным.

Таким образом, для диспетчерских систем, осуществляющих непрерывный контроль и эпизодическое управление, потребуется управляющая техника с меньшей производительностью и стоимостью. Контроль над технологическим процессом и его параметрами позволяет оценить общее состояние технической системы и принять правильное решение об изменении режима работы узлов этой системы. Режим работы системы должен изменяться путём выбора заданий на регулирование и режимов работы оборудования систем [4, 5].

Третья технологическая задача может быть сформулирована как задача оценки аварийной ситуации и принятия технологического решения. Именно общая оценка и «технологическое решение» позволят локализовать аварию, свести потери от неё к минимуму и изменить режим работы оборудования. Не следует передавать диспетчеру в таких случаях инициативу в переключениях отдельных элементов технической системы. В сложных системах это часто приводит к неправильным действиям, особенно в экстремальной ситуации. Целесообразно в программе работы диспетчерской системы предусмотреть максимум вариантов автоматического выхода из аварийной ситуации, предлагая их диспетчеру на выбор. За дежурным персоналом можно оставить право на принятие самостоятельного решения при условии последующего обоснования отказа предложенных автоматической системой вариантов выхода из кризиса.

Следующая задача диспетчерских служб заключается в выборе и установке наиболее экономичных режимов работы узлов технических систем. До настоящего времени выбор режима работы определяется только по косвенным показателям, статистическим данным графиков нагрузки или по указаниям технических служб. Такой подход в определении режимов работы технической системы является чаще всего субъективным и не является всегда экономически выгодным.

Экономичный режим работы должен определяться на основе анализа и расчётов основных параметров работы всей технической системы, всех её узлов и механизмов. Такой расчёт может выполняться только программными средствами с полным набором текущих параметров системы. Результатом расчётов должны стать те значения технологических параметров, которые поддерживаются регуляторами систем автоматического регулирования узлов технической системы. Для решения задач по расчёту основных технологических параметров, как правило, не требуется техника с высоким быстродействием; важное значение здесь приобретает объективность, справедливость и точность расчётов (выбора) наиболее экономичного технологического параметра для каждого узла ТС [5].

Задача выбора экономичного режима работы технической системы в общем случае производится, как указывалось выше, программным способом. Результаты расчётов должны автоматически по информационно-управляющей сети передаваться локальным регуляторам в качестве заданий на регулирование и команд на переключение режимов работы оборудования ТС. Следует отличать команды на переключение оборудования и команды на переключение режимов работы оборудования.

Диспетчерская система не должна заниматься вводом в работу или отключением единичных элементов технической системы. Эта задача возлагается на локальные системы управления, обеспечивающие технологический процесс. Система диспетчерского управления должна изменять режим работы этого оборудования, например, очерёдности включения группы агрегатов, параллельное их включение или одиночный режим, изменение функций регулирования или изменение регулируемого параметра, и т.д. Реализация режимов работы и параметров системы должна стать прерогативой систем автоматического управления и регулирования объектов технических систем.

Вопросы деятельности диспетчерского персонала при появлении аварийных ситуаций необходимо решать несколько иными способами, чем они решались до сих пор. Во-первых, локализация аварии и ввод резервного оборудования должны выполняться системами автоматического управления самого объекта управления до принятия решения диспетчера.

Во-вторых, программа диспетчерского управления должна предложить дежурному персоналу набор вариантов новых режимов работы одного или нескольких узлов технической системы в новых условиях функционирования. Эти предложения должны формироваться в виде новых режимов работы оборудования одной или нескольких ТС. Право диспетчера принять предложенное решение, согласившись с системой диспетчерского управления, или выработать своё собственное, которое в последствии должно быть всесторонне обосновано.

Таким образом, подводя итог новой постановки задач в работе диспетчерских систем управления, можно выделить основные отличия их от старых подходов. Ранее на диспетчера возлагались задачи управления отдельными элементами оборудования технических систем; на современном этапе предлагается возложить на диспетчера задачу управления режимами работы оборудования технической системы. Все оперативные переключения оборудования узла технической системы выполняются локальной автоматикой объекта управления непосредственно на объекте. Диспетчер должен только контролировать работу этой автоматики.

Новой важной задачей диспетчерской службы становится задача не только обеспечения безаварийной работы ТС, но и установка энергосберегающих режимов работы технической системы в целом. Это достигается за счёт применения программных продуктов выбора и расчёта основных параметров, поддерживаемых в процессе функционирования ТС. Как правило, результаты таких расчётов представляют собой комплекс взаимосвязанных параметров.

Деятельность диспетчера в аварийных ситуациях также должна отличаться от ранее принятых решений. Диспетчер не должен заниматься переключениями отдельно взятых элементов узла технической системы. Его задачей должно стать определение рационального режима работы оборудования в условиях аварийной ситуации, исходя из возможностей всей ТС и на основе предложений, сформированных автоматической системой диспетчерского управления. Причём, как указывалось выше, диспетчер не должен заниматься переключением отдельных элементов системы; его задача – определение и установка новых режимов работы оборудования ТС.

1. Авдошенко П.А., Блинова Н.П. Обоснование целесообразности применения методов экспертной квалиметрии для оценки качества решений систем управления техническими и информационными системами - Сборник научных трудов. «Научные проблемы материально-технического обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации» (Выпуск 1 (7) 2018).- СПб: «Издательство Политехнического университета», 2018.- 392с.-с.315-327.
2. Амосков В.М., Арсланова Д.Н., Базаров А.М., Белов А.В., Беляков В.А., Белякова Т.Ф., Васильев В.Н., Гапионок Е.И., Зайцев А.А., Зенкевич М.Ю., Капаркова М.В., Кухтин В.П., Ламзин Е.А., Ларионов М.С., Максименкова Н.А., Михайлов В.М., Неженцев А.Н., Овсянников Д.А., Овсянников А.Д., Родин И.Ю. и др. Численное моделирование электродинамических подвесов левитационных транспортных систем. IV. эдп с дискретной путевой структурой // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2016. № 3. с. 4-17.
3. Блинова Н.П., Левченко Г.Н., Мясников В.А., Янович К.В. Системы частотного регулирования как компоненты систем автоматизированного управления. Наука и военная безопасность. 2018. № 1 (12). С. 5-15.
4. Бъядовский Д.А., Буров Д.С., Руденко А.Е. Автоматизация расчета холодного, горячего водоснабжения и водоотведения объектов Министерства обороны России. В сборнике: Интеллектуальные технологии и техника в производстве и промышленности. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. 2017. С. 24-27.
5. Гужова О.А., Романов Д.В. Повышение качества технической эксплуатации объектов жилищно-коммунального комплекса путем автоматизации и диспетчеризации процессов. В сборнике: Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Самарский государственный технический университет. Самара, 2019. С. 741-745.
6. Колчин В.Н. Применение автоматизированных систем эксплуатации зданий и инженерных систем. Инновации и инвестиции. 2020. № 2. С. 159-161.
7. Федорова С.В., Шеметов А.Н. Развитие диспетчеризации электрохозяйства промышленного предприятия как шаг к его цифровой трансформации. Электротехнические системы и комплексы. 2019. № 3 (44). С. 27-33.